(57)【要約】【課題】摩擦係合部材を樹脂で形成しながら起動電圧が高くならない振動型駆動装置を提供する。【解決手段】電気機械変換素子３によって往復変位させられる駆動部材４と、駆動部材４に摩擦係合する摩擦係合部材５とを有し、摩擦係合部材５は、駆動部材４を挟み込む受け部材６と押さえ部材７とを含む振動型駆動装置１において、受け部材６を樹脂で成形し、受け部材６の駆動部材４に当接する摺動面の表面粗さを中心線平均粗さ０．９μｍ以上とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械変換素子によって往復変位させられる駆動部材と、
前記駆動部材に摩擦係合する摩擦係合部材とを有し、
前記摩擦係合部材は、前記駆動部材を挟み込む受け部材と押さえ部材とを含む振動型駆動装置において、
前記受け部材は、樹脂で形成され、且つ、前記駆動部材に当接する摺動面の表面粗さが中心線平均粗さ０．９μｍ以上であることを特徴とする振動型駆動装置。
【請求項２】
前記受け部材の前記摺動面の表面粗さを、中心線平均粗さ４．０μｍ以下としたことを特徴とする請求項１に記載の振動型駆動装置。
【請求項３】
前記受け部材を、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネートまたは液晶ポリマーで形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の振動型駆動装置。
【請求項４】
前記摺動面に、潤滑剤を塗布したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の振動型駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動型駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子のような電気機械変換素子によって軸状の駆動部材を軸方向に非対称に往復変位させ、駆動部材に摩擦係合する摩擦係合部材を駆動部材に対して滑り変位させる振動型駆動装置が公知である。
【０００３】
従来の振動型駆動装置では、駆動部材と摩擦係合部材との摩擦を安定させるために、駆動部材および摩擦係合部材の摺動面を可能な限り硬く、且つ、平滑にすることが重視されている。例えば、特許文献１には、振動型駆動装置の駆動速度を一定にするため、駆動部材および摩擦係合部材の表面粗さをＲａ（中心線平均粗さ）０．８μｍ以下にすべきことが記載されている。
【０００４】
このため、従来の振動型駆動装置では、駆動部材には炭素繊維を樹脂で固めたものを用い、摩擦係合部材には摺動面に金属部品をインサートした樹脂を用いることが多い。しかしながら、摩擦係合部材に金属部品を使用すると、生産コストが高くなってしまう。
【０００５】
特許文献２には、摩擦係合部材を炭素繊維で強化した液晶ポリマーで形成することが記載されている。また、特許文献３には、光学部材を保持する玉枠と一体に形成され、駆動部材に摩擦係合する移動体を、繊維強化したポリフェニレンサルファイドで形成することが記載されている。しかし、繊維強化したとしても液晶ポリマーやポリフェニレンサルファイドのような熱可塑性樹脂（エンジニアリングプラスチック）では、金属に比べて弾性率が低いため、振動型駆動装置の起動電圧が高くなってしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−８６８８７号公報
【特許文献２】特開２００６−３０４５２９号公報
【特許文献３】特開２００７−１２１６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記問題点に鑑みて、本発明は、摩擦係合部材を樹脂で形成しながら起動電圧が高くならない振動型駆動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明による振動型駆動装置は、電気機械変換素子によって往復変位させられる駆動部材と、前記駆動部材に摩擦係合する摩擦係合部材とを有し、
前記摩擦係合部材は、前記駆動部材を挟み込む受け部材と押さえ部材とを含む振動型駆動装置において、前記受け部材は、樹脂で形成され、且つ、前記駆動部材に当接する摺動面の表面粗さが中心線平均粗さ０．９μｍ以上としたものとする。
【０００９】
この構成によれば、摩擦係合部材の摺動面を平滑な樹脂で形成する場合よりも起動電圧を低くすることができ、十分な駆動速度を得ることができる。また、起動電圧が低いので、摩擦係合部材の固着に対しても強い。
【００１０】
また、本発明の振動型駆動装置において、前記受け部材の前記摺動面の表面粗さを、中心線平均粗さ４．０μｍ以下とすることが好ましい。
【００１１】
表面粗さを大きくし過ぎると、摺動面の摩擦が大きくなり、却って起動電圧が高くなったり、固体間の駆動速度のばらつきが大きくなったりする。中心線平均粗さ４．０μｍ以下にすれば、これらの不具合を防止できる。
【００１２】
また、本発明の振動型駆動装置において、前記受け部材を、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネートまたは液晶ポリマーで形成してもよい。
【００１３】
この構成によれば、射出成形によって受け部材を形成できるので、振動型駆動装置を安価に提供できる。
【００１４】
また、本発明の振動型駆動装置において、前記摺動面に、潤滑剤を塗布してもよい。
【００１５】
この構成によれば、駆動部材と摩擦係合部材との間の摩擦力が安定するので、駆動速度が一定になる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の駆動装置は、摩擦係合部材を構成する受け部材を樹脂で形成し、受け部材の摺動面の表面粗さを、中心線平均粗さ０．９μｍ以上としたので、安価な摩擦係合部材を使用しながら、十分な駆動速度を確保でき、且つ、起動電圧を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の１つの実施形態の振動型駆動装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１（Ａ）は、本発明の１つの実施形態の振動型駆動装置１の側面図、図１（Ｂ）は、振動型駆動装置１の正面図である。
【００１９】
振動型駆動装置１は、筐体の固定した錘２に一端が固定された圧電素子（電気機械変換素子）３と、圧電素子３の他端に一端が固定された円柱状の駆動部材４と、駆動部材４に摩擦力によって係合する摩擦係合部材５とを有する。
【００２０】
駆動部材４は、炭素繊維を樹脂で固めて形成したものである。摩擦係合部材５は、受け部材６と、押さえ部材７と、受け部材６に向かって押さえ部材７を押圧する板ばね８とからなり、受け部材６と押さえ部材７との間に駆動部材４を挟み込んでいる。受け部材６は、この振動型駆動装置１の駆動対象物、例えばレンズを保持した玉枠に設けられるものであり、熱可塑性プラスチックを射出成形してなる。受け部材６は単独で射出成形された後、駆動対象物に接着剤やネジなどで取り付けるようにしてもよいが、駆動対象物が樹脂品である場合には、受け部材と駆動対象物とが一体で射出成形するのが生産効率や組立精度の面で好ましい。受け部材６は、駆動部材４の中心軸に垂直な断面がＶ字状をなし、そのＶ字を構成する２つの斜面が、前記駆動部材の外周面に摺動する摺動面として機能する。その受け部材６の２つの摺動面は、例えばサンドブラスト加工によって、表面粗さが中心線平均粗さで０．９μｍ以上、４．０μｍ以下になるようにランダムな凹凸が形成されている。押さえ部材７は、金属（例えば、ステンレス鋼）を機械加工してなるまた、受け部材６の摺動面には、潤滑剤（例えば、ハーベス社製ＦＴ２１０）が塗布されている。
【００２１】
振動型駆動装置１は、圧電素子３に、デューティ比０．３または０．７の矩形波電圧を印加することで、駆動部材４を軸方向に非対称に往復変位させ、摩擦係合部材５を駆動部材４上で滑り変位させる。
【００２２】
振動型駆動装置１では、摩擦係合部材５の受け部材６の摺動面に凹凸を形成しているので、駆動部材４と摩擦係合部材５との摩擦状態を安定化させ、摩擦係合部材５を滑り変位させるために必要な駆動部材４の加速度が大きくならない。これにより、振動型駆動装置１は、起動するために必要な電圧が高くならず、十分な駆動速度が得られる。また、振動型駆動装置１では、凹凸の中に潤滑剤が滞留していることによって、駆動部材４と摩擦係合部材５との摩擦状態が更に安定し、摩擦係合部材５が駆動部材４に固着する現象も発生しにくい。
【実施例１】
【００２３】
振動型駆動装置１の実施例を示す。第１実施例として、錘２を直径１．８ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのタングステンで形成し、圧電素子３を□０．９ｍｍ、長さ１．２ｍｍとし、駆動部材４を直径０．８ｍｍ、長さ２．５ｍｍの円柱状に形成した。受け部材６は、チタン酸カリウム繊維配合ポリフェニレンサルファイド（大塚化学社製、ポチコンＡＭ２）を射出成形して、サンドブラストによって摺動面の表面粗さ（Ｒａ：中心線平均粗さ）の異なるものを形成した。
【００２４】
表１に、第１実施例の振動型駆動装置１の起動電圧を示す。尚、振動型駆動装置１は、電源電圧が３Ｖの駆動回路で駆動することを想定しているため、起動電圧は、２Ｖ以下であれば理想的な評価○であり、２．３Ｖ以下であれば実用可能な評価△であり、２．３Ｖを超えると実用不可能な評価×であると判断した。
【００２５】
【表１】
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【実施例２】
【００２６】
第２実施例として、錘２を直径１．８ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのタングステンで形成し、圧電素子３を□０．９ｍｍ、長さ１．２ｍｍとし、駆動部材４を直径０．８ｍｍ、長さ２．５ｍｍの円柱状に形成した。受け部材６は、液晶プラスチック（上野製薬社製、ＵＥＮＯ  ＬＣＰ  ２０３０Ｇ−Ｍ）を射出成形して、摺動面の表面粗さ（Ｒａ：中心線平均粗さ）を変えて形成した。表２に、第２実施形態の振動型駆動装置１の起動電圧を示す。
【００２７】
【表２】
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【実施例３】
【００２８】
第３実施例として、錘２を直径１．８ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのタングステンで形成し、圧電素子３を□０．９ｍｍ、長さ１．２ｍｍとし、駆動部材４を直径０．８ｍｍ、長さ２．５ｍｍの円柱状に形成した。受け部材６は、液晶プラスチック（新日本石油社製、ザイダーＣＭ−３２１Ｂ）を射出成形して、摺動面の表面粗さ（Ｒａ：中心線平均粗さ）を変えて形成した。表３に、第３実施形態の振動型駆動装置１の起動電圧を示す。
【００２９】
【表３】
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【実施例４】
【００３０】
第４実施例として、錘２を直径１．８ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのタングステンで形成し、圧電素子３を□０．９ｍｍ、長さ１．５ｍｍとし、駆動部材４を直径０．８ｍｍ、長さ２．５ｍｍの円柱状に形成した。受け部材６は、エンジニアリングプラスチックを射出成形して、摺動面の表面粗さ（Ｒａ：中心線平均粗さ）を変えて形成した。表４に、第４実施形態の振動型駆動装置１の起動電圧を示す。
【００３１】
【表４】
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【００３２】
以上のように、実施例によって多少のばらつきはあるものの、概ね、摩擦係合部材５の受け部材６の摺動面の表面粗さを０．４μｍ以上、４．０μｍ以下にすれば、実用可能な起動電圧を達成することができた。
【００３３】
尚、上述の実施例の樹脂以外にも、適用可能な液晶プラスチック材料として、ポリプラスチック社製ベクトラ２３０、大塚化学社製ポチコンＶＴ９６ＨＢ、新日本石油社製ザイダーＸＷ−３２１等が列挙される。また、摩擦係合部材５をポリカーボネートで形成してもよい。
【００３４】
また、上記実施形態では、金属製の押さえ部材７を使用しているが、押さえ部材７も、受け部材６と同様に、熱可塑性プラスチックを射出成形して形成し、駆動部材４と当接する摺動面を、表面粗さが０．４μｍ以上、４．０μとなるようにサンドブラスト等で加工したものとしてもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、摩擦係合部材５を受け部材６、押さえ部材７、板ばね８の３点で構成しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、摩擦係合部材を受け部材と板ばねとの２点で構成したり、受け部材と板ばねとコイルバネとの３点構成など、摩擦係合部材の構成は各種可能である。しかし、いずれの構成においても、駆動対象物に設けられる受け部材と駆動部材との摺動の安定性が重要であるので、受け部材の摺動面の表面粗さが重要なのである。
【００３６】
なお、上記実施形態では、電気機械変換素子として圧電素子を用いているが、駆動電圧に応じて伸縮するという特性を有するものであればこれに限定されるものではなく、圧電素子の他、電歪素子等を用いることもできる。圧電素子の材料としては、チタン酸バリウムや、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）など、公知の材料を適宜選択して用いればよい。
【符号の説明】
【００３７】
１…振動型駆動装置
２…錘
３…圧電素子（電気機械変換素子）
４…駆動部材
５…摩擦係合部材
６…受け部材
７…押さえ部材
【図１】
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